[发明专利]锂电池极片自动卷绕方法

摘要

本发明公开了一种锂电池极片自动卷绕方法，是让方形卷针安装在卷轴上并匀速转动，收卷材料，在径向上形成心形轨迹，使卷绕进入方形针的材料在任意时刻均保持水平且匀速地绕进卷针；本发明提供的运动轨迹很好地解决了卷绕机在卷绕材料过程中材料上下波动的问题。

主权项

一种锂电池极片自动卷绕方法，方形卷针中心轴在径向上按照心形轨迹运动，与卷针的圆周运动叠加，使卷绕材料水平匀速地卷入方形卷针；所述心形轨迹的求解包括以下步骤：步骤1，获取任一角度卷轴中心点O的坐标公式；包括建立平面矢量关系、卷轴中心轨迹的具体计算和建立直角坐标系求解；步骤2，基于MATLAB软件绘出中心轨迹图像；其特征在于：所述步骤1的具体过程如下：1.1根据卷绕机卷轴部分的机械结构特点，建立平面矢量关系：设当前卷针中点为O，薄膜切入点为O3，卷针半径OO3是变量，模不变，方向随时间均匀改变；O1为卷绕机上一固定参考点，O2为薄膜出口点，O1O2为常量，模和方向均不变；O2O3为变量，方向不变，模随时间改变；O1O为变量，模和方向均改变；在任一给定时刻，O1O2为常量，已知；O2O3为变量，模可以求出，方向固定，已知；OO3是变量，方向可以求出，模固定，已知；O1O为变量，根据矢量三角形，模和方向皆可求出，卷轴中心可以确定；1.2卷轴中心轨迹的具体计算如下：设方形卷针转动一圈的时间为T，横截面半径为r，则电机转动角速度为2π/T，每转动一度所需的时间为T/360°；卷绕材料始终保持水平运动状态，方形卷针每旋转半圈的时间为T/2，T为周期；则卷绕材料运动的平均速度为4r/ T；1.3基于卷绕机的矢量平面模型，建立直角坐标系，从卷针水平位置开始，逆时针方向旋转，以1度为步长，求解中心点O的坐标值；卷针转过0°时，O点的x坐标为0，y坐标为0；卷针转过1°时，O点的x坐标为‑r+νt+r*cos(wt)，y坐标为r*sin(wt)；卷针转过90°时，O点的x坐标为‑r+90°*νt+r*cos(90°*wt)，y坐标为r*sin(90°*wt)；卷针转过n°时，O点的x坐标为‑r+nνt+r*cos(nwt)，y坐标为r*sin(nwt)；卷针转过180°时，O点的x坐标为0，y坐标为0；分析可知，任一时刻的卷轴中心位置：x坐标为‑r+nνt+r*cos(nwt) ，y坐标为r*sin(nwt)，其中w=2π/T，ν=4 r/T，t= T/360°，则任一时刻卷轴中心O点的坐标与周期T无关，只与方形卷针的半径r有关。